MIT'deki bilim insanları, hızlı radyo patlamalarının (FRB) kaynağını keşfetmek için devrim niteliğinde bir yöntem geliştirdi. 2007'de keşfedilen bu patlamalar, çok kısa bir süreyle yayılan güçlü radyo dalgalarıdır. Bir saniyenin milyonda biri kadar süren bu patlamalar, evrendeki en enerjik olaylardan biri olarak kabul edilir. Ancak bu patlamaların nasıl meydana geldiği uzun süre bilinmeyen bir sır olarak kalmıştı. MIT araştırmacılarının son çalışması, bu gizemi çözmeye yönelik büyük bir adım attı.
YENİ YÖNTEM İLE FRB KAYNAĞI KEŞFEDİLDİ
Hızlı radyo patlamaları, özellikle nötron yıldızları gibi yoğun kozmik cisimlerden yayıldığı düşünülen radyo dalgalarıdır. Ancak FRB'lerin kaynağına dair fikir birliği yoktu. Bazı teoriler, bu patlamaların çok uzak mesafelerden, yani merkezi cisimden çok daha uzak alanlardan yayıldığını öne sürerken, diğer modeller bu patlamaların doğrudan merkezdeki manyetik ortamdan kaynaklandığını savunuyordu. MIT'nin yeni keşfi, bu patlamaların kaynağının, nötron yıldızlarının çevresindeki manyetik alandan geldiğini doğruladı.
Araştırmanın başyazarı Kenzie Nimmo, bu bulguyu şu şekilde açıkladı: "Nötron yıldızlarının etrafındaki manyetik alanlar, evrende görülebilecek en güçlü alanlardır. Bu alandan yayılan ışık, o kadar güçlüdür ki, evrenin diğer ucunda bile gözlemlenebilir." Bilim insanları, FRB 20221022A adlı patlamayı inceleyerek, patlamanın kaynağının yalnızca 10.000 kilometre uzaklıkta bir bölgeden geldiğini belirledi. Bu mesafe, New York ile Singapur arasındaki mesafeden bile daha kısa bir mesafe.
MANYETOSFERİN ROLÜ VE YENİ TEKNİK
Hızlı radyo patlamalarının kaynağını belirlemek için MIT, bir keşif tekniği geliştirdi. Bu teknik, patlamaların "scintillation" yani parıldama etkisini incelemeye dayanıyor. Yıldızların gece gökyüzündeki titremesi gibi, FRB'lerin de benzer şekilde parlaklıklarındaki değişimleri gösterdiği gözlemlendi. Araştırmacılar, patlamaların kaynağını daha yakından incelemek için bu parıldama etkisini analiz etti. Sonuçlar, patlamaların çok küçük bir alandan, yani nötron yıldızının etrafındaki manyetik alandan yayıldığını ortaya koydu.
Bu yeni keşif, FRB'lerin manyetosferden, yani nötron yıldızlarının etrafındaki yoğun manyetik alandan kaynaklandığını gösteren ilk somut kanıtı sağladı. Kiyoshi Masui, "Bu çevrelerde atomlar bile var olamaz, çünkü manyetik alanlar onları parçalar. Ancak bu çalışmada, bu manyetik alanlardan gelen enerji, radyo dalgaları şeklinde serbest bırakılarak, evrenin dört bir yanından gözlemlenebilir hale gelmiştir" dedi.
PATLAMA BOYUTLARI VE GÖZLEMLER
Hızlı radyo patlamaları son yıllarda, özellikle Kanada'nın CHIME teleskopu sayesinde daha fazla keşfedilmeye başlandı. CHIME, patlamaları tespit etmek için son derece hassas bir radyo teleskop ağına sahip. 2020 yılından itibaren, bu teleskop binlerce FRB keşfetti. Ancak patlamaların tam olarak nasıl ve neden meydana geldiği hala tam olarak anlaşılamamıştır. MIT araştırmacıları, patlamaların kaynağını belirleyebilmek için parıldama tekniğini kullandı ve bu teknik, FRB 20221022A'nın kaynağının çok küçük bir bölgeden, yani nötron yıldızının çevresinden geldiğini gösterdi.
FRB 20221022A'NIN KEŞFİ
FRB 20221022A, 2022 yılında CHIME tarafından tespit edilen sıradan bir radyo patlamasıydı. Ancak, McGill Üniversitesi'nden araştırmacılar, bu patlamanın olağanüstü bir özelliği olduğunu fark etti: Patlamanın ışığı, oldukça güçlü bir şekilde polarize olmuştu ve bu polarizasyon, FRB'nin kaynağının dönme hareketi yapan bir nötron yıldızına yakın olabileceğini gösteriyordu. MIT ekibi, bu bulguyu parıldama etkisi ile doğruladı ve FRB'nin kaynağının nötron yıldızının çevresinde olduğunu kanıtladı.
Araştırmacılar, CHIME'dan aldıkları verileri analiz ederek, FRB'nin parlaklık değişimlerinin parıldama gösterdiğini ve bu etkiyi tetikleyen gazın galaksi içinde bulunduğunu keşfettiler. Bu gaz, bir lens gibi hareket ederek, patlamanın kaynağını daha net görmelerini sağladı. Patlamanın kaynağının yalnızca 10.000 kilometre genişliğinde bir bölge olduğu belirlendi. Bu keşif, bilim insanlarının FRB'lerin kaynağını çok daha net bir şekilde anlamalarına yardımcı oldu.
GELECEKTEKİ ARAŞTIRMALAR
MIT'nin ve McGill Üniversitesi'nin araştırmaları, FRB'lerin kaynağının, nötron yıldızlarının çevresindeki manyetik ortamlardan kaynaklandığını gösteren ilk somut kanıtı sunuyor. Bu bulgu, FRB'lerin nasıl oluştuğu konusundaki tartışmaları sonlandırabilir ve gelecekteki araştırmalar için yeni bir yön açabilir. Kiyoshi Masui, "Bu patlamalar her gün meydana geliyor ve CHIME her gün birkaç tane tespit ediyor. Farklı patlama türlerini anlamak için bu yeni teknik, çok faydalı olacak" dedi.
